Bericht

Twee flessen bevatten dezelfde stof. Op de ene staat 'technisch', op de andere 'p.a.'. De CAS-nummers zijn identiek, de zuiverheid verschilt op het eerste gezicht misschien maar enkele tienden van procenten – de prijs daarentegen verschilt duidelijk.

Welke variant heeft u echt nodig?

Het antwoord hangt minder af van welke zuiverheidsgraad in principe 'beter' is dan van het doel waarvoor de chemische stof moet worden gebruikt. Voor een technische reiniging kan een hoogzuivere analysekwaliteit onnodig zijn. Bij een kwantitatieve bepaling kunnen daarentegen zelfs zeer geringe verontreinigingen het resultaat vertekenen.

Deze gids legt de belangrijkste zuiverheidsbenamingen voor chemicaliën uit en laat zien waarop u bij het vergelijken van technische kwaliteit, zuiver, zeer zuiver en p.a. daadwerkelijk moet letten.

Inhoudsopgave

Wat betekent de zuiverheidsgraad bij chemicaliën?

De zuiverheidsgraad beschrijft, eenvoudig gezegd, welk aandeel van de gewenste stof een product bevat en welke verontreinigingen toegestaan zijn.

Een product met een aangegeven zuiverheid van ≥99 % bevat dus ten minste het gespecificeerde aandeel van het hoofdbestanddeel. De resterende bestanddelen kunnen bijvoorbeeld zijn:

• Water,
• andere anorganische of organische verbindingen,
• Metalen,
• Zouten,
• Reactiebijproducten,
• Residuen uit de productie,
• Oplosmiddelsporen.

Voor de toepassing is daarom niet alleen interessant hoeveel van het hoofdbestanddeel aanwezig is, maar ook wat zich in de resterende fracties bevindt.

Precies hierin verschillen veel kwaliteitsniveaus.

Bij hoogwaardige analysereagentia worden vaak niet alleen het minimumgehalte, maar ook talrijke afzonderlijke verontreinigingen gespecificeerd. Merck beschrijft voor zijn analytische EMSURE®-kwaliteit bijvoorbeeld specificaties met tot ongeveer 70 gecontroleerde parameters; veel van deze producten vervullen of overtreffen de eisen van ACS, ISO of Reag. Ph. Eur.

Dat laat een belangrijk punt zien:

Zuiverheid is niet alleen een percentage. Het is een specificatieprofiel.

Waarom 99 % niet automatisch 99 % betekent

Laten we twee producten nemen, elk met:

Zuiverheid ≥99,0 %

Op papier zien ze er hetzelfde uit. Voor een analyse kunnen ze toch heel verschillend geschikt zijn.

Bij het eerste product kan de resterende maximaal 1% voornamelijk bestaan uit water en bestanddelen die voor de toepassing niet-kritisch zijn.

Bij het tweede product kunnen sporen aanwezig zijn van precies die metalen of ionen die u later wilt bepalen.

Een praktisch voorbeeld:

U wilt ijzer op sporenniveau analyseren. Een reagens kan een zeer hoog totaalgehalte hebben en toch voor deze taak ongeschikt zijn als het ijzergehalte niet voldoende laag of helemaal niet is gespecificeerd.

Omgekeerd hoeft er voor een technisch proces, waarbij enkele tienden van een procent van een niet-kritische onzuiverheid geen rol spelen, niet per se een duur analysereagens te worden gebruikt.

Dat de specificatie verder gaat dan het totaalgehalte, is ook te zien aan commerciële ACS-reagentia: voor citroenzuur met ≥99,5% worden bijvoorbeeld ook grenswaarden voor chloride, fosfaat, sulfaat, ijzer en lood vermeld.

Daarom moet u bij aankoop nooit alleen het hoogste percentage op de productpagina vergelijken.

Technische kwaliteit: wanneer is deze voldoende?

De benaming 'technisch' wordt doorgaans gebruikt voor chemicaliën die bestemd zijn voor technische en industriële toepassingen waarvoor geen analytische reagenskwaliteit vereist is.

Typische toepassingsgebieden kunnen zijn:

• technische reiniging,
• industriële processen,
• productie,
• oppervlaktebehandeling,
• bepaalde syntheses,
• proceshulpmiddelen,
• Toepassingen waarbij geringe begeleidende stoffen geen relevante invloed hebben.

Technische kwaliteit betekent niet automatisch 'slechte kwaliteit'.

Het betekent eerder dat de specificatie gericht is op een ander toepassingsdoel.

Een technisch product kan bijvoorbeeld een hoog hoofdgehalte hebben, maar tegelijkertijd minder streng gespecificeerde nevenbestanddelen bevatten dan een analysereagens.

Ook in de professionele chemicaliënhandel vindt u daarom producten met hoge nominale zuiverheden in technische kwaliteit. Carl ROTH biedt bijvoorbeeld ethanol met een zuiverheid van ≥98% aan als technische kwaliteit, terwijl andere oplosmiddelen uit hetzelfde assortiment met hogere analytische specificaties worden aangeboden.

Wanneer kan technische kwaliteit zinvol zijn?

Als uw toepassing:

• geen kwantitatieve sporenanalyse inhoudt,
• robuust is tegen kleinere onzuiverheden,
• geen farmacopee- of normatieve eisen stelt,
• primair een technisch proces vervult,
• grotere hoeveelheden nodig heeft en kostenefficiëntie relevant is,

kan technische kwaliteit volkomen toereikend zijn.

Wanneer moet u voorzichtig zijn?

Technische kwaliteit moet niet uitsluitend vanwege de lagere prijs worden gekozen wanneer:

• Meetresultaten ervan afhangen,
• Onzuiverheden een reactie kunnen beïnvloeden,
• de stof voor de bereiding van standaarden wordt gebruikt,
• gevoelige analytische apparaten worden ingezet,
• regelgevende voorschriften een bepaalde kwaliteit vereisen.

Wat betekent „zuiver“?

De aanduiding „zuiver“ komt veel voor bij laboratorium- en technische chemicaliën.

Deze aanduiding duidt doorgaans op een hogere of beter gedefinieerde kwaliteit dan puur technische waar, maar zegt op zichzelf nog niet voldoende of het product voor een bepaalde analyse geschikt is.

Het doorslaggevende punt:

Aanduidingen zoals „zuiver“ moeten altijd samen met de concrete productspecificatie worden bekeken.

Een product kan bijvoorbeeld worden aangeduid als:

≥99 %, zuiver

Dan kent u eerst het minimumgehalte. Voor een analytische toepassing moet u bovendien weten welke nevenbestanddelen worden gecontroleerd.

Typische toepassingen

Chemicaliën van de kwaliteit „zuiver“ kunnen onder andere geschikt zijn voor:

• algemene laboratoriumwerkzaamheden,
• preparaties,
• eenvoudige synthesen,
• opleidingsdoeleinden,
• technische laboratoriumtoepassingen,
• Processen zonder strenge sporeneisen.

Of ze voor uw concrete taak geschikt zijn, bepaalt echter niet het woord „zuiver“, maar de specificatie.

Wat betekent „zuiverst“?

„Zuiverst“ klinkt op het eerste gezicht als de hoogst mogelijke kwaliteitsklasse. Juist die interpretatie kan bij de inkoop problematisch worden.

De aanduiding wordt door fabrikanten gebruikt voor bijzonder zuivere kwaliteiten, maar is niet automatisch gelijk te stellen aan een bepaalde internationale analysenorm.

Een „zuiverst“-product kan een zeer hoog gehalte hebben en uitstekend geschikt zijn voor bepaalde toepassingen. Toch moet worden gecontroleerd:

• Welke zuiverheid wordt daadwerkelijk gegarandeerd?
• Welke verontreinigingen worden gespecificeerd?
• Zijn er grenswaarden voor metalen?
• Zijn er grenswaarden voor anionen?
• Wordt water bepaald?
• Is er een residu na verdamping?
• Welke testmethoden zijn gebruikt?
• Wordt er een chargespecifiek analysecertificaat verstrekt?

Carl ROTH biedt bijvoorbeeld producten uitdrukkelijk aan als „zuiverst“ en andere uit dezelfde stofgroepen als „p.a., ACS“ of „p.a., ACS, ISO“. Dat toont aan dat de termen verschillende specificatieprofielen beschrijven en niet zomaar als een lineaire rangorde moeten worden gelezen.

Wat betekent p.a.?

p.a. staat voor pro analysi – dus in feite „voor de analyse“.

Chemicaliën van deze kwaliteit zijn bestemd voor analytische toepassingen en beschikken doorgaans over duidelijk beter gedefinieerde specificaties voor relevante verontreinigingen.

Afhankelijk van het product kunnen worden gecontroleerd:

• zware metalen,
• IJzer,
• chloride,
• Sulfaat,
• Fosfaat,
• Nitraat,
• onoplosbare bestanddelen,
• verdampingsresidu,
• watergehalte,
• zuur- of basegehalte,
• andere storende begeleidende stoffen.

Het voordeel ligt dus niet per se in het feit dat het hoofdbestanddeel altijd aanzienlijk hoger geconcentreerd is.

Het eigenlijke voordeel is:

U weet nauwkeuriger wat er naast het hoofdbestanddeel nog aanwezig mag zijn.

Voor chemische analyses is deze informatie vaak belangrijker dan een verschil tussen bijvoorbeeld 99,0 en 99,5 % totaalgehalte.

Carl ROTH beschrijft p.a.-logen uitdrukkelijk als kwaliteiten voor reproduceerbare resultaten in chemische analyse, onderzoek, ontwikkeling en kwaliteitscontrole.

Is p.a. altijd zuiverder dan “zuiverst”?

Niet noodzakelijkerwijs.

Dat is waarschijnlijk het belangrijkste punt van dit artikel.

De begrippen mogen niet als schoolcijfers worden opgevat:

technisch → zuiver → zuiverst → p.a.

Zo eenvoudig werkt het niet.

Een “zuiverst”-product kan bijvoorbeeld een zeer hoog hoofdgehalte hebben. Een p.a.-product kan een vergelijkbaar of zelfs nominaal lager hoofdgehalte hebben, maar tegelijkertijd aan aanzienlijk strengere grenswaarden voor analytisch relevante verontreinigingen voldoen.

Welke variant beter is, hangt daarom af van de toepassing.

Voorbeeld

Product A:

≥99,9 %, zuiverst

Product B:

≥99,5 %, p.a.

Als u uitsluitend op het hoofdgehalte afgaat, ziet product A er beter uit.

Als product B daarnaast extreem lage grenswaarden voor chloride, sulfaat, ijzer en zware metalen garandeert en u juist deze parameters analytisch wilt bepalen, kan product B duidelijk de betere keuze zijn.

De juiste vraag luidt dus niet: Welke kwaliteit is hoger?

Maar:

Welke specificatie past bij mijn toepassing?

ACS, ISO en Ph. Eur.: Wat betekenen aanvullende normen?

Naast begrippen als p.a. kunnen op een product nog andere aanduidingen staan.

Vooral vaak kom je tegen:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.

Deze gegevens leveren aanvullende informatie op over de eisen op basis waarvan een reagens is gespecificeerd.

ACS

ACS staat voor American Chemical Society.

ACS-reagentia voldoen aan gedefinieerde specificaties voor analytische chemicaliën. Hieronder kunnen, naast het minimumgehalte, ook verschillende grenswaarden voor verontreinigingen vallen.

De aanduiding betekent dus meer dan alleen “zeer zuiver”.

Een voorbeeld uit het huidige Sigma-Aldrich-assortiment: tanninezuur wordt als “ACS reagent” aangeboden en heeft naast gegevens over vorm en kwaliteit gedefinieerde grenswaarden voor lood, zware metalen, zink en andere parameters.

Bij ACS-thioureum wordt weer een hoofdgehalte van ≥99,0 % vermeld. Dat toont opnieuw aan dat ACS niet automatisch een standaardzuiverheid van bijvoorbeeld 99,9 % betekent. Doorslaggevend zijn de stofspecifieke eisen.

ISO

Voor verschillende analytische reagentia bestaan eisen van internationale normen.

Merck verwijst bijvoorbeeld naar ISO 6353 voor reagentia in de analytische chemie en voorziet dergelijke producten van een aanduiding wanneer ze aan de betreffende eisen voldoen.

Reag. Ph. Eur.

Deze aanduiding heeft betrekking op de eisen die de Europese Farmacopee (Ph. Eur.) stelt aan betreffende reagentia.

Deze kan bijzonder relevant zijn wanneer chemicaliën worden ingezet in farmacopee-testmethoden.

Belangrijk is ook hier:

Een extra normaanduiding beschrijft een specifieke eis voor een specifiek toepassingsgebied. Deze dient niet te worden opgevat als een algemeen kwaliteitskeurmerk voor elke denkbare toepassing.

HPLC-, GC- en LC-MS-kwaliteit: waarom de toepassing doorslaggevend is

Bij instrumentele analytiek zijn klassieke benamingen als 'rein' of 'p.a.' vaak niet voldoende.

Een oplosmiddel kan chemisch zeer zuiver zijn en toch stoorsignalen veroorzaken in een gevoelige meetmethode.

Daarom zijn er toepassingsspecifieke kwaliteiten, bijvoorbeeld:

• HPLC-kwaliteit,
• GC-kwaliteit,
• LC-MS-kwaliteit,
• UV-kwaliteit,
• spectroscopiekwaliteit,
• kwaliteit voor moleculaire biologie.

HPLC-kwaliteit

Bij hogedrukvloeistofchromatografie kunnen onder andere problematisch zijn:

• UV-actieve verontreinigingen,
• Deeltjes,
• Residuen na verdamping,
• Water,
• storende organische nevencomponenten.

Daarom worden oplosmiddelen voor HPLC-toepassingen speciaal op relevante parameters getest.

LC-MS-kwaliteit

Bij vloeistofchromatografie gekoppeld aan massaspectrometrie kunnen al zeer geringe ioniseerbare verontreinigingen tot achtergrondsignalen of ongewenste pieken leiden.

Hier kan een conventionele p.a.-kwaliteit ondanks een goede chemische zuiverheid ongeschikt zijn.

Wat betekent dat voor de inkoop?

De methode moet eerst vaststaan – daarna de kwaliteit.

Niet andersom.

Wie voor een gevoelige instrumentele analyse inkoopt, zou gericht moeten controleren of de fabrikant de geschiktheid voor de betreffende methode specificeert.

Waarom verontreinigingen belangrijker kunnen zijn dan het totaalpercentage

Stel dat u chloride analyseert.

Reagens A bevat:

99,9 % hoofdbestanddeel

maar het chloridegehalte is niet gespecificeerd.

Reagens B bevat:

99,5 % hoofdbestanddeel

en heeft een gegarandeerd zeer lage chloridegrenswaarde.

Voor uw chloridebepaling kan reagens B de veiligere keuze zijn.

Hetzelfde geldt bij analyses op:

• IJzer,
• Lood,
• Koper,
• Natrium,
• Kalium,
• Fosfaat,
• Sulfaat,
• Nitraat,
• Zware metalen.

Hoe lager de beoogde detectiegrens, hoe belangrijker de kwaliteit van de ingezette reagentia wordt.

Dat geldt vooral in de sporenanalyse: een reagens kan zelf een relevante verontreinigingsbron worden.

Analysecertificaat en specificatie goed lezen

Wie de zuiverheidsgraad echt wil vergelijken, zou twee documenten van elkaar moeten onderscheiden.

Productspecificatie

De specificatie beschrijft aan welke eisen het product moet voldoen.

Bijvoorbeeld:

• Gehalte ≥99,5 %,
• Chloride ≤0,001 %,
• Sulfaat ≤0,002 %,
• IJzer ≤3 ppm.

Dit zijn de toegestane grenzen.

Analysecertificaat – Certificate of Analysis

Het analysecertificaat (CoA) heeft doorgaans betrekking op een specifieke partij en documenteert de voor deze partij vastgestelde resultaten.

Dat is een belangrijk verschil.

De specificatie vermeldt bijvoorbeeld:

IJzer: maximaal 5 ppm

Het analysecertificaat kan voor uw charge aangeven:

IJzer: 1 ppm

Bij toepassingen met hoge documentatie-eisen zou daarom moeten worden nagegaan of een chargespecifiek CoA beschikbaar is.

Fabrikanten van analytische reagentia verstrekken naast veiligheidsinformatiebladen vaak productspecificaties en chargespecifieke analysecertificaten. Merck noemt deze documentatie uitdrukkelijk als onderdeel van zijn reagentiaprogramma's.

Welke zuiverheidsgraad heb ik nodig?

Een eenvoudige leidraad:

Voor technische processen

Vaak voldoende:

technische kwaliteit

wanneer lage gehaltes aan begeleidende stoffen de functie niet aantasten en er geen andere specificaties zijn voorgeschreven.

Typische voorbeelden kunnen zijn:

• reiniging,
• proceshulpmiddelen,
• bepaalde industriële reacties,
• technische behandeling van oppervlakken.

Voor algemene laboratoriumwerkzaamheden

Afhankelijk van de toepassing kunnen geschikt zijn:

zuiver, hoogzuiver of voor synthese

Voorbeelden:

• preparaties,
• kwalitatieve proeven,
• opleiding,
• eenvoudige synthesen,
• algemene laboratoriumwerkzaamheden.

Voor kwantitatieve chemische analyses

Vaak zinvol:

p.a. of een overeenkomstige analysekwaliteit

Vooral wanneer verontreinigingen het resultaat zouden kunnen beïnvloeden.

Voor normgebonden analyses

Controleer of deze uitdrukkelijk vereist worden:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.,
• andere methodespecifieke standaarden.

Voor HPLC

Kies:

HPLC-geschikte kwaliteit

wanneer oplosmiddelen of reagentia deel uitmaken van de chromatografische methode.

Voor LC-MS

Gebruik:

LC-MS-geschikte kwaliteit

wanneer hoge gevoeligheid en een lage chemische achtergrond vereist zijn.

Voor sporenanalyse

Hierbij moet vooral op afzonderlijke verontreinigingsspecificaties worden gelet.

Een algemene term als “hoogzuiver” volstaat daarvoor vaak niet.

Moet je altijd de hoogste zuiverheid kopen?

Nee.

Een hogere of uitgebreider gespecificeerde kwaliteit is vaak duurder. Ze kan bovendien voor de concrete toepassing geen enkel meetbaar voordeel opleveren.

Wanneer een reagens bijvoorbeeld uitsluitend voor een robuust technisch proces wordt gebruikt, is een dure analysekwaliteit mogelijk onnodig.

Anderzijds kan de poging om op een analytisch reagens enkele euro's te besparen, later duur uitpakken, wanneer:

• metingen herhaald moeten worden,
• blanco-waarden te hoog zijn,
• onverklaarbare pieken optreden,
• charges niet vergelijkbaar zijn,
• Kwaliteitscontroles falen.

De economisch meest zinvolle chemische stof is dus niet automatisch de goedkoopste fles.

Het is de voordeligste kwaliteit die betrouwbaar aan alle vereisten van de toepassing voldoet.

Typische fouten bij het kopen van chemicaliën

Alleen het percentage vergelijken

99,9 % ziet er beter uit dan 99,5 %. Zonder de verontreinigingen te kennen is deze vergelijking echter onvolledig.

„Zuiverst“ automatisch als hoogste kwaliteit interpreteren

De aanduiding alleen zegt niet of het product voor uw concrete analysemethode geschikt is.

Voor elke toepassing p.a. kopen

Ook dat is niet zinvol. Voor veel technische processen zou deze kwaliteit onnodig en economisch nadelig zijn.

Technische kwaliteit voor kwantitatieve analyses gebruiken

Ongecontroleerde begeleidende stoffen kunnen blanco-waarden en meetresultaten beïnvloeden.

Methode en reagenskwaliteit afzonderlijk beschouwen

Voor HPLC of LC-MS moet gericht een daarvoor gespecificeerde kwaliteit worden gekozen.

Analysecertificaat niet controleren

Bij gevoelige of documentatieplichtige processen is de algemene productbeschrijving mogelijk niet toereikend.

Verschillende batches zonder controle vervangen

Bij veeleisende toepassingen kan het zinvol zijn om bij een batchwissel CoA en relevante parameters te vergelijken.

Alleen op basis van het CAS-nummer kopen

Hetzelfde CAS-nummer betekent dat het om dezelfde chemische stof gaat. Het zegt echter niets over de vraag of twee producten dezelfde zuiverheid en specificatie bezitten.

Een CAS-nummer vervangt daarom nooit de kwaliteitsaanduiding.

Praktische checklist vóór de bestelling

Voordat u kiest uit technisch, zuiver, zuiverst of p.a., beantwoordt u de volgende vragen:

• Waarvoor wordt de chemische stof gebruikt?
• Gaat het om een technisch proces of om een analyse?
• Wordt er een kwalitatieve of kwantitatieve waarde bepaald?
• Welke meetnauwkeurigheid is nodig?
• Zijn er bijzonder kritische verontreinigingen?
• Welke detectielimiet heeft de methode?
• Is er in de methode een bepaalde kwaliteit voorgeschreven?
• Moet het product voldoen aan ACS-, ISO- of farmacopee-eisen?
• Wordt HPLC, GC of LC-MS gebruikt?
• Is een batchspecifiek analysecertificaat vereist?
• Welke zuiverheid wordt gegarandeerd?
• Welke afzonderlijke verontreinigingen worden gespecificeerd?
• Wordt het reagens regelmatig of slechts één keer gebruikt?
• Rechtvaardigt de toepassing een kwaliteit met een hoger specificatieniveau?

Eén enkele term op het etiket beantwoordt deze vragen niet.

Technisch, zuiver, zuiverst en p.a. zijn referentiepunten – de uiteindelijke keuze moet gebaseerd zijn op de concrete specificatie en het beoogde gebruik.

Juist voor analytische toepassingen loont het daarom de moeite om verder te kijken dan het procentuele gehalte van de hoofdcomponent. Grenswaarden voor storende ionen, metalen, water of organische verontreinigingen kunnen voor het resultaat veel belangrijker zijn dan de vraag of er op de fles 99,5 of 99,9 % staat.